0 微耕機機器耕作設計方案 一 . 概述 1. 設計背景 在我國種植區(qū)，特別是山區(qū)還用耕牛來耕作，不但耕作的效率低下，而且因為每天都要照顧耕牛而浪費一個勞力。而在廣大的農村因為單塊田的面積小，所以不適合使用大型的機械來耕作。加上大型設備有價格高、能耗大、維護費用大、搬動困難、對操作者的技術要求高等要求，使機械化耕作有了很大的制約。 本 機器 是一種真正能進入每家每戶的實用耕作機械。本 機器 具有能耗低、對操作者的技術要求不高、維護費用少、操作簡單，成本低，搬運方便等特點 。 通 過大量的市場調研發(fā)現(xiàn)有非常具大的市場前景，隨著我 國農村的生活水平的不斷提高，農民對農業(yè)的投入將會進一步的提高，農村市場將會是一個 潛力非常 巨 大的市場。 2. 已知設計條件 該機器是在做了大量調查和參考了多種樣機后。根據(jù)農耕者的信息反饋和相關資料的查閱和以往設計經驗的借鑒。初步設定計算分析的必要原始參數(shù)： G=7590. 擋位初步設定為 4個 慢檔 快檔 空檔 倒檔 4. 傳動比初步設定 1 慢擋 錯誤 !未找到引用源。 快擋 錯誤 !未找到引用源。 倒擋 錯誤 !未找到引用源。 5. 刀 矩回轉直徑 D=360. 輪寬設定 B=95068F/P（聯(lián)龍） 參數(shù) 型號 168F/P 形式 單缸四沖程 缸中心斜置 錯誤 !未找到引用源。 缸徑 /行程 8錯誤 !未找到引用源。 45 壓縮比 點火方式 晶體管無觸點點火（磁體式） 火花塞、間隙（ 未找到引用源。 滑方式 飛濺潤滑 2 啟動方式 回復式手拉起動 燃油消耗率 g/95 排量（ 163 標定功率及轉速（ kw/ 600 最大扭矩及轉速（ kw/ 9/2500 凈重（ 15 外形尺寸 (312錯誤 !未找到引用源。 362錯誤 !未找到引用源。 335 二總體方案設計計算 3 2. 傳動部分 定功率 P=額定轉速度 錯誤 !未找到引用源。 慢 擋 錯誤 !未找到引用源。 快擋 錯誤 !未找到引用源。 倒擋 錯誤 !未找到引用源。 1. 行走部分： 耕寬 B=950 回轉直徑 錯誤 !未找到引用源。 4 整機尺寸：長寬高 =1700 1000 800 2. 傳動鏈簡圖： 通過參考樣機和借鑒成功設計案例，初步設定傳動方案如下。 采用： 鏈條 結合方式傳動。 三傳動箱結構 根據(jù)以往設計經驗和參考了大量樣機設計案例。初步設計齒輪傳動箱體結構和造型。如下圖： 5 四 主 要零部件的設計計算 皮帶輪傳動設計參數(shù)的確定 通過相關資料的查閱和實地考查了解到微耕機工作環(huán)境復雜，且載荷變動大。根據(jù)發(fā)動機外特曲線圖可知在額定轉速時發(fā)動機功率 P=410表得數(shù)據(jù)工況系數(shù) 械設計手冊第 2 版 傳動） 計算功率 錯誤 !未找到引用源。 （ 誤 !未找到引用源。 600r/ 選取 Z 型普通 考慮到微耕機工作環(huán)境復雜且載荷變動大（瞬間沖擊載荷），為了保證微耕機能在惡劣環(huán)境下的正常工作。故選取截面尺寸較大的 B 型普通 V 帶。 3. 初步確定小帶輪直徑 錯誤 !未找到引用源。 由以上數(shù)據(jù)可得： 錯誤 !未找到引用源。 圓整直徑后 6 錯誤 !未找到引用源。 帶速在 5 30m/ 故帶輪材料選取 錯誤 !未找到引用源。 ） 錯誤 !未找到引用源。 2(錯誤 !未找到引用源。 ) 133 錯誤 !未找到引用源。 376 根據(jù)以往設計經驗和參考樣機初步設定 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 =2錯誤 !未找到引用源。 + (錯誤 !未找到引用源。 )/2+錯誤 !未找到引用源。 =825 查表選取 00 機械設計手冊第二版 傳動 實際中心距 未找到引用源。 =357 錯誤 !未找到引用源。 誤 !未找到引用源。 帶跟數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 8. 確定初拉力 錯誤 !未找到引用源。 根據(jù) V 帶型號查得： q=m z=1 v=s 錯誤 !未找到引用源。 則兩跟皮帶作用在軸上的圓周力 錯誤 !未找到引用源。 則作用在軸上的壓力 7 計算結果 : 選用 2 根 B 900 11544 V 帶。 帶輪中心距： 錯誤 !未找到引用源。 帶輪直徑： 錯誤 !未找到引用源。 包角： 錯誤 !未找到引用源。 齒輪副各個參數(shù)設計 1. 采用直齒圓柱齒輪傳動動 2. 通過相關資料的查閱和實地考查可知微耕機工作環(huán)境復雜，且載荷變動大。 故選用 7級精度（ 88） 3. 材料選擇 20度 58錯誤 !未找到引用源。 大小齒輪均采用此種材料。 4. 參考以往設計的經驗數(shù)據(jù)和樣機。初步設定 錯誤 !未找到引用源。 5. 由 于齒輪材料硬度大于 350以大小齒輪都屬于硬齒面齒輪，故主要以滿足齒跟彎曲強度為設計依據(jù)。（由于慢檔位為最大輸出扭矩，工作環(huán)境最惡劣，故以慢檔位的參數(shù)為設計的主要依據(jù)。 錯誤 !未找到引用源。 ） 8 根據(jù)齒輪硬度查表得小齒輪的彎曲疲勞強度極限（機械設計手冊第二版 根據(jù)農用機器的工作特點取機器壽命 5 年，每年工作時間 200 天，每天工作 8小時。 則應力循環(huán)次數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 由此數(shù)據(jù)查表得兩齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 由以上數(shù)據(jù)計算兩 齒輪的彎曲疲勞許用應力： 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=據(jù)發(fā)動機類型為單缸汽油內燃機而且工作環(huán)境惡劣，需要承受較大的沖擊。所以取載荷系數(shù) K=據(jù)大小齒輪的齒數(shù)查表得：齒形系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 應力校正系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 9 取大的一個數(shù)據(jù) 則 錯誤 !未找到引用源。 取標準模數(shù) 上面數(shù)據(jù)可知 錯誤 !未找到引用源。 校核齒輪齒面接觸疲勞強度： 主軸轉矩 錯誤 !未找到引用源。 綜上計算：把 錯誤 !未找到引用源。 式代入 錯誤 !未找到引用源。 式不等式成立，故 M 取 兩齒輪的基本幾何尺寸計算： 1. 計算分度圓直徑 : 10 2. 中心距： 錯誤 !未找到引用源 。 . 齒輪寬度： 錯誤 !未找到引用源。 所以取 鏈輪各個參數(shù)設計 1. 根據(jù)以往設計的經驗數(shù)據(jù)和參考樣機，初步設定小鏈輪 錯誤 !未找到引用源。 。則根據(jù)傳動比 i=2 得 錯誤 !未找到引用源。 2. 查表得 錯誤 !未找到引用源。 （機械設計手冊第二版輪傳動篇） 根據(jù) 錯誤 !未找到引用源。 以及 錯誤 !未找到引用源。 查 :（機械設計手冊第二版 傳動）選取 10A 1鏈條節(jié)距 錯誤 !未找到引用源。 3. 計算鏈節(jié)數(shù)和中心距： 初定中心距 錯誤 !未找到引用源。 則 錯誤 !未找到引用源。 = 取鏈長節(jié)數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 查表得中心距系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 11 則鏈傳動的最大中心距為： 錯誤 !未找到引用源。 . 鏈速確定潤滑方式： 根據(jù) V 和鏈號 10表選取 定期 人工潤滑。但考慮到微耕機工作環(huán)境復雜，且經常承受較大的瞬間載荷此時齒輪箱發(fā)熱嚴重。故選擇油池潤滑，以保證微耕機在惡劣條件下的正常使用。 5. 確定軸力 錯誤 !未找到引用源。 有效圓周力為： 錯誤 !未找到引用源。 鏈輪垂直布置時的壓軸力系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 則壓軸力為： 錯誤 !未找到引用源。 齒輪軸設計的各個參數(shù) 根據(jù)以上參數(shù)分析慢速檔時齒輪軸受的轉矩最大，所以軸強度設計以慢速檔設計依據(jù)。 慢檔主軸簡力圖如下： 12 初步設定： 8 5 L=155 根據(jù)以上計算 結果： 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 N (d=28 齒輪分度圓直徑 ) 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 13 取帶輪端為彎矩計算端： 錯誤 !未找到引用源。 30N 86N 50N 根據(jù)計算結果畫出剪力圖彎矩圖如下： 主軸的直徑確定及其強度校核： 1. 按扭轉強度初步估算軸的直徑。 14 錯誤 !未找到引用源。 根據(jù)以往設計的經驗數(shù)據(jù)和參考樣機 ，初步選擇材料 錯誤 !未找到引用源。 作為軸材料 版 2查得 A=100 （彎矩和扭矩相差不大取大值）初步估算直徑： 初步設定主軸結構方案如下： 根據(jù)軸的估算直徑最小數(shù)值和考慮到計算誤和各個參數(shù)取值誤差，取軸5 . 按彎扭合成應力校核軸的強度： 根據(jù)對彎扭合成圖分析和軸結構進行受力分析，軸 A 處的截面為危險截面，故對其校核。 又因為軸在此處：（按圓截面計算） 15 則計算結果： 錯誤 !未找到引用源。 根據(jù)機械設計手冊第 2 版本 第 錯誤 !未找到引用源。 則 錯誤 !未找到引用源。 危險截面處的強度足夠。主軸結構設計方案合理，可采用。 初步設定副軸結構方案如下：初步設定： 6 4 L=90 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 16 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 選 Y 方向為正方向。 根據(jù)計算結果畫出剪力圖彎矩圖如下：根據(jù)以往設計的經驗數(shù)據(jù)和參考樣機，初步選擇材料 錯誤 !未找到引用源。 作為軸材料 設計手冊第 2版 2查得 A=100 （彎矩和扭矩相差不大取大值） 初步設定主軸結構方案如下： 17 根據(jù)軸的估算直徑最小數(shù)值和考慮到計算誤差和各個參數(shù)取值誤差，取軸 8 5 按彎扭合成應力校核軸的強度： 根據(jù)對彎扭合成圖分析和軸結構進行受力分析，軸 B 處的截面為危險截面，故對其校核。 又因為軸在此處：（按圓截面計算） 則計算結果為： 根據(jù)機械設計手冊第 2 版本第 18 錯誤 !未找 到引用源。 則 錯誤 !未找到引用源。 危險截面處的強度足夠。副軸結構設計方案合理，可采用。 慢檔傳動軸簡力圖如下：初步設定： 8 5 L=90 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 選 Y 方向為正方向。 19 根據(jù)計算結果畫出剪力圖彎矩圖如下： 根據(jù)以往設計的經驗數(shù)據(jù)和參考樣機，初步選擇材料 錯誤 !未找到引用源。 作為軸材料 版 2查得 A=100 （彎矩和扭矩相差不大 取大值） 根據(jù)軸的估算直徑最小數(shù)值和考慮到計算誤差和各個參數(shù)取值誤差，取軸 20 0 7 7 按彎扭合成應力校核軸的強度： 根據(jù)對彎扭合成圖分析和軸結構進行受力分析，軸 B 處的截面為危險截面，故對其校核。 又因為軸在此處：（按圓截面計算） 則計算結果為： 根據(jù)機械設計手冊第 2 版本第 21 錯誤 !未找到引用源。 則 錯誤 !未找到引用源。 危險截面處的強度足夠。傳動軸結構設計方案合理，可采用。 初步設定輸出軸結構方案如下： 初步設定： 8 L=166 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 根據(jù)計算結果畫出剪力圖彎矩圖如下： 22 根據(jù)以往設計的經驗數(shù)據(jù)和參考樣機，初步選擇材料 錯誤 !未找到引用源。 作為軸材料 版 2查得 A=118 （彎矩和扭矩相差不大取大值） 則初步計算結果： 初步設定輸出軸結構方案如下： 根據(jù)軸的估算直徑最小數(shù)值和考慮到計算誤差和各個參數(shù)取值誤差，取軸 5 23 d=30按彎扭合成應力校核軸的強度： 根據(jù)對彎扭合成圖分析和軸結構進行受力分析，軸 A 處的截面為危險截面，故對其校核。 又因為軸在此處：（按圓截面計算） 則計算結果： 錯誤 !未找到引用源。 根據(jù)機械設計手冊第 2 版本第 5#鋼許用疲勞應力： 錯誤 !未找到引用源。 （材料只作正火處理時的強度）則 錯誤 !未找到引用源。 危險截面處的強度足夠。輸出軸結構設計方案合理，可采用。 24 橫軸式旋耕機組總體分析計算 根據(jù)耕刀結 構圖可以知道機組的耕寬 B=950轉直徑 D=360據(jù)耕刀的運動特點分析作出耕刀刀齒端點運動軌跡圖如下： 可以看出耕刀的轉速一部分用來使機組前進，一部分用來進行耕地。查閱相關資料可得機組的功率 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 ：為刀齒切削土壤所消耗的功率，此值約占 40%。 錯誤 !未找到引用源。 ：為土塊被旋轉刀齒拋出所需的功率，此值約占 30%。 25 錯誤 !未找到引用源。 ：為傳動及摩擦所消耗的功率，約占 10%。 錯誤 !未找到引用源。 ：為土壤沿機組前進方向作用 于刀棍上的反力所消耗的功率，此值約占 10%。 錯誤 !未找到引用源。 ：為機組前進所消耗的功率，此數(shù)值約占 10%。 根據(jù) 動力原始參數(shù)可知道發(fā)動機在 2500 轉時輸出的扭矩最大，故此時為最大耕深。耕地小時生產效率為 S. S=錯誤 !未找到引用源。 考慮到不同的耕深和土質的不同則 未找到引用源。 根據(jù)耕刀的刀齒軌跡圖可以得出： 錯誤 !未找到引用源。 ：為機組前進速度 錯誤 !未找到引用源。 ：為耕刀刀齒的線速度 則 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 = 錯誤 !未找到引用源。 =180錯誤 !未找到引用源。 （ =162626 五 計算總結 通過以上計算分析得出： 序號 單位 設計值發(fā)動機型號 / 聯(lián)龍1 6 8 F / r/600外形尺寸( 長寬高) 6 5 0 9 5 0 8 1 0結構質量 4耕寬